Osmose er et biofysisk fænomen, hvor vand (eller et andet opløsningsmiddel) bevæger sig fra en mindre koncentreret opløsning til en mere koncentreret opløsning gennem en delvist permeabel membran (med andre ord, den lader nogle partikler passere, mens den blokerer for andre).
Løsningsmidlet vil opretholde denne vandring, indtil der er opnået ligevægt i koncentrationen.
Så hver gang der sker en nettomigration af vandmolekylerne fra en opløsning med en lav koncentration af opløste stoffer til en opløsning med en højere koncentration af opløste stoffer, kalder vi dette fænomen for osmose. Denne bevægelse kaldes også nogle gange for “ned ad koncentrationsgradienten”.
Osmotisk tryk er den kraft, der er nødvendig for at forhindre vandets bevægelse gennem den semipermeable membran.
Begrebet osmose, som er græsk for “skub” eller “impuls”, blev først opfundet af J.A. Nollet, der i 1747 beskrev et forsøg, hvor han brugte en dyreblære til at adskille to kamre med vand og vin. Han bemærkede, at volumenet i kammeret med vin steg, og hvis kammeret blev lukket, steg trykket.
Hvordan osmose virker
Et klassisk forsøg med osmose indebærer, at man deler et bægerglas med vand i to halvdele med en halvgennemtrængelig membran imellem og salt tilsat til den ene side. Du vil hurtigt bemærke, at vand vandrer fra den side af bægerglasset uden salt overhovedet til den side med saltopløsningen. Denne vandbevægelse vil fortsætte, indtil saltkoncentrationen er den samme på begge sider.
Det er den samme grund til, at du aldrig bør sætte en snegl i nærheden af salt, da det ville få det stakkels dyr til at dø, når dets vand bliver suget ud.
Nøglen til osmose er tilstedeværelsen af en semipermeabel membran, der gør det mere sandsynligt, at vandmolekyler i en opløsning med lav koncentration kolliderer med membranen og passerer igennem, hvorimod vandmolekyler i en koncentreret opløsning vil have langt færre vandmolekyler, der kolliderer med membranen og passerer igennem. Denne uoverensstemmelse betyder, at der er en større statistisk sandsynlighed for, at flere vandmolekyler passerer gennem membranen fra en mindre koncentreret opløsning. Når den statistiske sandsynlighed for, at vandmolekylerne passerer gennem membranen, er lige stor, stopper osmosen.
Osmose i naturen
Osmose er en af de essentielle processer i livet. Hver eneste celle i vores krop, planter og dyr omkring os skylder deres overlevelse til osmose.
Tag f.eks. planter. Når vi vander dem, hælder vi det på stængelenden og jorden. Hvis plantens celler er omgivet af en opløsning, der indeholder en højere koncentration af vandmolekyler end opløsningen inde i cellerne, vil vandet trænge ind i bladene, frugterne og blomsterne ved osmose. Under denne proces vil plantecellen blive fast.
Hvis en plante derimod er omgivet af en opløsning, der indeholder en lavere koncentration af vand, vil vandmolekylerne i opløsningen inde i plantecellerne blive udvist ved osmose, hvorved planten bliver slap.
Når vi vander planter, vander vi normalt stængelenden og den jord, som de vokser i. Derfor absorberer planternes rødder vand, og fra rødderne vandrer vandet videre til forskellige dele af planterne; det være sig blade, frugter eller blomster. Hver rod fungerer som en halvgennemtrængelig barriere, som gør det muligt for vandmolekyler at overføre vand fra en høj koncentration (jord) til en lav koncentration (rødder). Rødder har hår, hvilket øger planternes overfladeareal og dermed deres vandoptagelse.
Måske er der et mere sammenligneligt eksempel i vores egen krop. Når vi drikker vand, optager cellerne det ved osmose ligesom planterødder. Cellevæggen fungerer som en semipermeabel membran, der skaber et osmotisk tryk mellem cellens indre og ydre. Blod er en mere fortyndet opløsning end cellens cytoplasma, så vand vil passere gennem cellevæggen. Det samme gælder for næringsstoffer og mineraler, som også overføres ved osmose.
Mennesker har erkendt osmosens potentiale siden oldtiden og har brugt den til at konservere fødevarer. Oldtidsfolket observerede, at tilsætning af salt eller sukker fjerner vand fra vævene. Dengang blev processen kaldt imbibition på grund af det faktum, at opløsningsmidler som salt og sukker tiltrak vandet fra det materiale, de rørte ved.
Hvad er forskellen mellem osmose og diffusion
Diffusion og osmose er begge passive transportprocesser, hvilket betyder, at de ikke kræver noget energitilskud for at flytte stoffer. Begge processer er afgørende for, at biologiske processer fungerer korrekt, f.eks. transport af vand eller næringsstoffer mellem celler.
Den vigtigste forskel mellem de to er, at diffusion kan forekomme i enhver blanding, selv når to opløsninger ikke er adskilt af en semipermeabel membran, hvorimod osmose udelukkende sker på tværs af en semipermeabel membran.
Diffusion gør luftens sammensætning ensartet ved at omfordele kemiske arter, som f.eks. ilt i luften, indtil der er opnået ligevægt: med andre ord, indtil koncentrationsgradienten – forskellen i koncentration mellem to områder – er blevet elimineret. Hvis koncentrationen af en art ikke er ensartet i begyndelsen, vil diffusion med tiden medføre en masseoverførsel til fordel for en mere ensartet koncentration.
Bottom line: Osmose – den naturlige bevægelse af vand i en opløsning gennem en halvgennemtrængelig membran – er central for hele biologien. Det er en passiv transportproces ligesom diffusion, men de to er forskellige.